science >> Wetenschap >  >> Fysica

Screen to beam-technologie:de opkomst van haptische interfaces

De interface toont minimale functies om de bruikbaarheid te verbeteren. Krediet:Bruno et al.

Haptische interfaces zijn gemakkelijk overgenomen vanwege hun intuïtieve gebruiksgemak en gemak. Voor de hand liggende voorbeelden zijn de schermen voor uw mobiele telefoon of andere computerapparatuur waar toetsenborden zijn geëlimineerd. Deze technologie, die in het dagelijks leven werd verwelkomd, kan ook een thuis vinden in wetenschappelijk onderzoek, vooral in het geval van "aanwijzen en klikken"-interfaces. De haptische interface zorgt voor de directe "front-end". Een even krachtige en parallelle ontwikkeling is cloud computing-technologie, waar informatie en verwerkingskracht kan worden gedeeld tussen meerdere gebruikers. De combinatie van deze twee technologieën kan zowel gebruiksgemak bij informatieanalyse bieden als een breed toepassingsgebied bij het delen en gebruiken van de analyse.

Aanwijzen en klikken interfaces zijn gebruikelijk in vele vormen van instrumentatie. Er wordt een afbeelding weergegeven en een menselijke operator interpreteert die afbeelding, samen met alle bijbehorende gegevens, resultaten terugkoppelen met de beweging en klik van een muis en soms invoer van toetsenbordgegevens. Op het gebied van röntgenkristallografie, de eerste beelden die geïnterpreteerd moeten worden, zijn typisch experimenten gericht op de kristallisatie van biologische macromoleculen. Elk wordt bekeken en geclassificeerd om de kristallisatie-inspanningen te begeleiden en te optimaliseren. Als succes optreedt in de kristallisatiestap, een andere toepassing van beeldvorming vindt plaats en de afbeeldingen van gemonteerde kristallen worden gebruikt om ze geschikt te positioneren ten opzichte van de röntgenstraal voor diffractieanalyse. Voor beperkte studies, point-and-click-interfaces zijn handig, maar naarmate het aantal betrokken afbeeldingen begint toe te nemen, zelfs deze gebruiksvriendelijke interfaces kunnen lastig worden.

Bij het Hauptman-Woodward Medical Research Institute, het High-Throughput Crystallisation Screening Center biedt een kristallisatiescreeningservice die 1536 verschillende chemische omstandigheden bemonstert. Als een potentieel kristal wordt geïdentificeerd, het laboratorium dat het monster levert, voert vervolgens optimalisatie-experimenten uit rond de screeningresultaten. Eenmaal geoptimaliseerd, de resulterende kristallen worden gebruikt voor diffractiestudies.

In een recente krant, wetenschappers van Hauptman-Woodward, Diamond Light Source en universiteiten in de VS bestuderen het resultaat van kristallisatie en hoe dit is gekoppeld aan de daaropvolgende diffractie-analyse, met als doel een eerste optimalisatiestap te vergemakkelijken of mogelijk te elimineren. Hun onderzoek vestigt de aandacht op de waarde en het belang van de gebruikersinterface en het proces.

Het omarmen van een haptische interface om de visualisatie mogelijk te maken, classificatie en notatie van experimentele kristallisatiegegevens met een cloudgebaseerde database van afbeeldingen stelt meerdere medewerkers in staat om de informatie te delen en de ontbrekende schakel tussen screening en diffractiekarakterisering te vullen. Informatie wordt direct aan de bundellijn doorgegeven, zodat de kristallisatieschermplaat efficiënt in de bundel kan worden geanalyseerd. Dit werk demonstreert in grote lijnen de kracht van haptische interfaces en webcomputing om een ​​deelbare wetenschappelijke omgeving te creëren in kristallografie en daarbuiten.